Formulation spécifique des processus pour Phaeocyctis globosa

Croissance des phaeocystis coloniaux et isolés limitée par la température

La croissance des cellules libres ou des colonies de Phaeocystis globosa est simulée selon les mêmes lois que le compartiment générique des nanoflagellés (voir Croissance du phytoplancton), sauf pour l’effet de la température, qui est cette fois représenté par une gaussienne spécifique (contrairement aux autres voir Effet limitant de la température sur la croissance du plancton) :

\(f_{Tphaeo}= \exp(-0.5 [\frac{Temp-T_{max-phaeo}}{T{sd-phaeo}}]^2)\)

avec :

Temp : Température en dégrés celcius
\(T_{max-phaeo}\) : Température optimale pour Phaeocystis
\(T_{sd-phaeo}\) : Ecart type de la gaussienne représentant la réponse de Phaeocystis à la température

Le processus de croissance est défini comme suit pour les Phaeocyctis isolés ou en colonie :

\(\mu_{cellphaeo} = \mu_{cellphaeo0} * (0.15 + 0.85 * f_{Tphaeo} * min(f_{Lum},f_{SNcellphaeo})\)
\(\mu_{colophaeo} = \mu_{colophaeo0} * (0.15 + 0.85 * f_{Tphaeo} * min(f_{Lum},f_{SNcolophaeo})\)

Formation des colonies

  • La formation printanière de nouvelles colonies de Phaeocystis globosa est déclenchée par l’accroissement de l’éclairement journalier.

  • Quand il dépasse 100 Wh m−2 j−1, il apporte assez d’énergie pour que s’opère la transition de la forme flagellée isolée à la forme coloniale (Peperzak, 1993).

  • A cette époque de l’année (mai), les diatomées à faible exigence lumineuse ont déjà fait leur bloom, générant par leurs frustules siliceuses des amorces solides apparemment nécessaires au processus de création de colonies par perte des flagelles (Peperzak, 1993).

  • Le modèle ne prend pas en compte cette catalyse, mais n’autorise la transformation de cellules libres en colonies (selon un processus d’ordre 1) que lorsque la biomasse azotée des cellules libres excède une valeur-seuil.

    \(\mbox{si} C_{Ncellphaeo} > Seuil_{colophaeo} \mbox{alors} Q_{colophaeo}=Qinit_{colophaeo} \mbox{sinon} Q_{colophaeo}=0.\)

    avec :

    \(Seuil_{colophaeo}\) : Seuil de formation de colonies de phaeocystis (micromol.l-1) (p_phaeocystis_coloseuil dans fichier)
    \(Q_{colophaeo}\) : Taux effectif de formation de colonie de phaeocystis (j-1)
    \(Qinit_{colophaeo}\) : Taux nominal de formation de colonie de phaeocystis (j-1) (p_phaeocystis_coloinit dans fichier)

Accumulation de mucus intra-colonial et rupture des colonies

  • Du mucus est sécrété par les colonies proportionnellement à leur biomasse

  • Il est ensuite dégradé suivant une simple cinétique d’ordre 1.

  • Une rupture des colonies est observée quand le rapport entre la concentration du mucus intra-colonial et celle des cellules coloniales dépasse un seuil égal à 0.1. Dans le modèle, ceci induit une soudaine multiplication par 3 du taux de mortalité naturelle des cellules coloniales.

    \(R_{mucus}=\frac{C_{Ncolophaeo}*R_{phyto-CNratio}*MasseMolaire_C}{C_{mucusphaeo}}\)

    \(\mbox{si } R_{mucus} < 0.1 \mbox{ alors } m_{colophaeo}=m_{colophaeo}^0* f_T *3 \mbox{ et } \mu_{mucusphaeo}=0.\) \(\mbox{sinon } m_{colophaeo}=m_{colophaeo}^0 \mbox{ et } \mu_{mucusphaeo}= \mu_{colophaeo}*1.2 \mbox{ si } \mu_{colophaeo}>1.15\)

    avec :

    \(R_{mucus}\) : rapport entre la concentration du mucus intra-colonial et celle des cellules coloniales
    \(m_{colophaeo}\) : taux de mortalité des colonies de phaeocyctis
    \(m_{colophaeo}^0\) : taux de mortalité minimale de phaeocyctis (p_phaeocystis_mort)
    \(mu_{mucusphaeo}\) : taux de croissance des mucus des phaeocyctis

    et :

    \(\mbox{si} f_{SNphaeocolo}<0.4 \mu_{mucusphaeo}= \mu_{mucusphaeo}*2\)

  • Par ailleurs, une lyse des colonies pauvres en éléments nutritifs a lieu aussi :

    \(Lyse_{phaeocolo}=Q_{lysephaeocolo} * f_T * (1-f_{SNphaeocolo})\)

    avec :

    \(Lyse_{phaeocolo}\) : Lyse des colonies de phaeocyctis (jour-1)
    \(Q_{lysecolophaeo}\) : Taux de lyse des colonies de phaeocystis(jour-1)
    \(f_T\) : effet de la température
    \(f_{SNphaeocolo}\) : effet des sels nutritifs sur les colonies de phaeocystis

Predation par le zooplancton et les suspensivores

  • Les cellules isolées de Phaeocystis globosa sont relativement petites (8μm) et constituent donc des proies idéales pour le microzooplancton et les suspensivores benthiques. La concentration de cellules libres participe donc, avec son propre coefficient d’attractivité entre 0 et 1, au total de proies « visibles » par le microzooplancton.
  • Par contre, les colonies, excédant rapidement les 100 μm de diamètre, sont peu sujettes à prédation. Même le zoobenthos ne semble pas capable de consommer des colonies : la moule Mytilus edulis reduit son taux de filtration (Prins et al., 1994) et rejette même les colonies dans ses pseudofaeces (Smaal et Twisk 1997). Aucune prédation n’est donc appliquée aux colonies dans le modèle.
    • Le coefficient d’attractivité des colonies de phaeocyctis pour le mesozooplancton est donné en paramètre.(p_mesz_captphaeocolo)
    • Le coefficient d’attractivité de cellules isolées de phaeocyctis pour le microzooplancton est pris égal à celui pour les nanoplancton.(p_micz_captnano)